研究者に聞く

　環境リスク研究センター副センター長・リスク管理戦略研究室長の鈴木規之さんら研究チームは、大気や水、土壌などを含む環境多媒体モデルを用いて、環境中の化学物質の動態を予測し、その管理に応用する研究に取り組んでいます。鈴木さんに研究の経緯や成果についてうかがいました。

• Q：研究を始められたきっかけは、何ですか
  鈴木：私は、もともとは環境分析を専門として、学生時代から水道水のトリハロメタンなど有機塩素化合物の分析やダイオキシンの研究などを行ってきました。別の大学に移ると、そこでは最初は十分な実験設備がなくて、実験ができなくなってしまいました。ならば、そこでできる研究をしようと思い、パソコンがあればできる環境モデルの研究に取り組みました。
  　まずは、簡単なモデルからスタートしました。 1年ほどで最初のモデルができあがり、徐々に複雑なモデルへと研究を進めました。その成果が認められてか、国立環境研究所へ移ることになり、そこで G-CIEMS（GridCatchment Integrated Environmental Modeling System）という環境多媒体モデルの研究を始めることになりました。
• Q：環境モデルとは、どんなものを指すのですか。
  鈴木：環境モデルという言葉にはっきりとした定義が決められているわけではありませんが、環境リスクに関する研究分野では多くの場合、環境中の化学物質の挙動を数理的に解くものを指します。実環境を単純化・モデル化した時空間で、着目した物質の挙動を数理的な式に表し、目的となる時間や濃度などを算出します。
• Q：環境モデルはどんなときに利用するのですか。
  鈴木：ある化学物質の環境リスクを考えるとき、環境中の濃度や分布を把握することが第一の課題です。このとき、観測とともに環境モデルの利用が一つの選択肢になります。環境モデルは、排出量や物性・地理、気象条件などから予測計算を行うので、例えば将来予測やまだ使われていない物質に対する予測、また観測値が得られない地点の予測など、観測では得られない情報を推定する目的で利用されます。
• Q：どんなモデルをつくったのですか。
  鈴木：最初に作ったのは、1ボックスの環境多媒体モデルでした（図1）。環境多媒体モデルというのは、水と大気の間、大気と地面の間などさまざまな媒体間の物質の挙動をモデルの中に含んだモデルです。つまり、大気，水，土壌，底質などの多媒体間の移動を一つのモデル内で一括して扱うことが特徴です。
  　最初のものは学生がエクセル上に作成した定常モデルで、その後、私が1ボックス非定常モデルをプログラム言語を用いて作成しました。定常モデルは、時間変化を計算しないもので、非定常モデルは時間変化を計算するものです。1ボックスの非定常モデルを作成したあたりから、国内外に新たなモデル研究として発表するようになりました。当時、問題になり始めたダイオキシンを対象にした非定常モデルの研究は、たぶん世界で初めてだったと思います（図2）。

• Q：日本全体を1ボックスで示すのは、少し単純すぎるということはないのでしょうか。
  鈴木：そうかもしれませんね。煙突から出た煙が大気に向かうことは確かですが、それだけではなく、違うどこかの場所に飛んでいくことになります。また、川や湖に工場排水が排出されると、水に入り、どこかの河川を通って流れていくことになります（図3）。
  　そこで、ここでは、1ボックスのモデルで構成した多媒体モデルを基礎として、より現実的な環境を想定したモデルを作ろうと考えました。たとえば、農薬をまいたとき、地面に落ちるものもあれば、大気中に飛び散るもの、河川に溶け込むものもあるわけです。
  　陸や河川などの水域や大気など広い範囲にまたがった化学物質の動きを現実の地理環境の上で解析できる多媒体モデルを目指そうと考えて、G-CIEMSモデルの構想が生まれました（図4）。
  　つまり、GISで用いる地理データに基づき、化学物質の詳細な地域分布を予測するモデルをつくろうとしたのです。

• Q：人への影響は、社会的背景まで考える必要があるのですか。
  鈴木：人や生物への化学物質の影響を考えるには、排出量から得られる環境中の分布、その時間変動から、さらには、人間活動としてなされる農業や漁業、工業などの産業、また商業や用排水システムなどの社会的背景によって、さまざまに異なる要因まで考える必要があります。
  　このようなさまざまな要因や情報を統合して解析し、また、社会的な影響を考察する研究を進めていくことが、今後必要になると思います。

• Q：G-CIEMSをどのように発展させたいですか。
  鈴木：G-CIEMSで予測した化学物質の環境中の濃度から人や生物への曝露量を推定することができます。そこで、化学物質の健康影響や生態影響などのリスク評価へ応用したいと思っています。
  　今進めている研究の一つは、除草剤の環境中の濃度の時間的な変動を予測するとともに、藻類への影響をシミュレーションするというものです。藻類を使ったのは、除草剤の影響を受けやすく、除草剤の生物への影響を調べるのに適しているからです。栃木県小貝川を地点の例として選び、この地点での除草剤濃度の変動に対する藻類の影響を検討しました。その結果、除草剤濃度の変動に対して藻類が影響されることが推定されました（図7）。

• Q：生物へのリスクも予測するということですか。
  鈴木：はい。生物濃縮をモデル化する研究も進めています。環境多媒体モデルで得られた化学物質の環境濃度から、化学物質の生物への移行を予測することが目的です。これは、実験データが必要なので、実験研究から基礎的なモデル式を求めようとするものです。
• Q：生物や人がどんな影響を受けるのかも予測できるのですか。
  鈴木：化学物質の影響を予測するための研究も行っています。大気汚染物質の影響だったら、大気中の汚染物質の濃度から生物がどれくらい曝露されて影響を受けるのかは、そこに人がいると想定するだけで予測できます。しかし、複雑な経路を経て化学物質に曝露され、その結果、影響を受ける場合は、環境中の濃度データだけでは予測できません。
  　たとえば、生物濃縮した魚介類を介して人がどれくらいダイオキシンに曝露されるのかは、地理的な汚染状況や魚介類のダイオキシン濃度だけでは、わかりません。人がどこの魚介類を消費するのか、その流通経路まで関連付けて考える必要があります。多くの条件を組み合わせて、モデルとその結果を用いた評価の仕組みを考える必要があります（図8）。

• Q：人への影響は、社会的背景まで考える必要があるのですか。
  鈴木：人や生物への化学物質の影響を考えるには、排出量から得られる環境中の分布、その時間変動から、さらには、人間活動としてなされる農業や漁業、工業などの産業、また商業や用排水システムなどの社会的背景によって、さまざまに異なる要因まで考える必要があります。
  　このようなさまざまな要因や情報を統合して解析し、また、社会的な影響を考察する研究を進めていくことが、今後必要になると思います。